Disyuntor limitador de corriente.
Disyuntor limitador de corriente (100) destinado a conectarse a la red y a una carga entre un bornede entrada (2)y un borne de salida (3),
y que comprende:
- un circuito principal (10) que comprende un conmutador ultra-rápido (11) conectado en serie entre losbornes de entrada y de salida (2, 3), realizándose la apertura de dicho conmutador cuando al circuito principal(10) lo atraviesa una corriente de cortocircuito (I);
- un circuito secundario (20) que comprende unos medios de limitación ultra-rápida (22) conectados enparalelo al circuito principal (10), estando atravesados dichos medios por una corriente eléctrica de cortocircuito(I) cuando el conmutador ultra-rápido (11) es abierto bajo el efecto de un cortocircuito; conmutador ultra-rápido(11) caracterizado porque comprende:
- una primera bobina de control (13) conectada en serie entre los bornes de entrada y de salida (2, 3) yque está adaptada para generar un campo magnético de control (B), caracterizado porque comprende
- un barra de conmutación móvil (14) que soporta un conductor eléctrico principal (15) y un conductoreléctrico secundario (16), y encontrándose sometida al campo magnético de control (B) para desplazarseentre una primera posición de cierre y una segunda posición de apertura bajo la acción de una fuerza deLaplace (F) generada por una corriente eléctrica (I) que circula por al menos uno de los dos conductores(15, 16);
- conectando el conductor principal (15) los bornes de entrada (2) y de salida (3) del circuito principal (10)cuando la barra de conmutación móvil (14) está en la primera posición de cierre;
- conectando el conductor secundario (16) los bornes de entrada y de salida (2, 3) a los medios de limitaciónultra-rápida (22) del circuito secundario (20) cuando la barra de conmutación móvil (14) está en la segundaposición de apertura.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11354064.
Solicitante: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 35 RUE JOSEPH MONIER 92500 RUEIL-MALMAISON FRANCIA.
Inventor/es: DICONNE, ROBERT.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H01H71/24 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; interruptores automáticos de tipo electrolítico H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 71/00 Detalles de los interruptores o relés de protección cubiertos por los grupos H01H 73/00 - H01H 83/00. › Mecanismos electromagnéticos.
PDF original: ES-2413285_T3.pdf
![Disyuntor limitador de corriente.](https://patentados.com/img/2013/07/1245003/disyuntor-limitador-de-corriente.jpg)
Fragmento de la descripción:
Disyuntor limitador de corriente Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un disyuntor limitador de corriente destinado a ser conectado a la red y a una carga entre un borne de entrada y un borne de salida. Dicho disyuntor comprende un circuito principal que comprende un conmutador ultra-rápido conectado en serie entre los bornes de entrada y de salida, realizándose la apertura de dicho conmutador cuando al circuito principal lo atraviesa una corriente de cortocircuito. Dicho disyuntor comprende un circuito secundario que comprende unos medios de limitación ultra-rápida conectados en paralelo al circuito principal, estando atravesados dichos medios por una corriente eléctrica de cortocircuito cuando el conmutador ultra-rápido se abre por el efecto de un cortocircuito.
Estado de la técnica anterior
La protección en cortocircuito de líneas eléctricas se garantiza por lo general mediante unos disyuntores electromagnéticos o unos fusibles, a veces estos se realizan mediante disyuntores rápidos con limitador de corriente.
En referencia a la figura 1, el disyuntor limitador de corriente 100 está destinado estar situado en un circuito eléctrico y comprende un circuito interno de corte 1, en este caso un conmutador ultra-rápido con contacto mecánico 11 montado en paralelo con un interruptor estático 22. El conmutador con contacto mecánico 11 está cerrado por defecto. El circuito interno de corte 1 está dispuesto en serie en el circuito eléctrico y está conectado a unos medios de control 30 que permiten, en particular, abrir y cerrar el circuito interno de corte 1.
El disyuntor limitador 100 comprende al menos un elemento cuya impedancia varía en función de la tensión de acuerdo con una función no lineal para disipar la energía inherente a la limitación de un cortocircuito cuando los medios interruptores están abiertos. En otras palabras, el elemento cuya impedancia varía en función de la corriente de la tensión es un elemento con resistencia dependiente de la tensión. Este elemento es, en este caso, un varistor 22 conectado en paralelo al interruptor estático 22 para disipar la energía almacenada en el circuito eléctrico cuando el interruptor estático 22 pasa de un estado cerrado a un estado abierto.
En el modo de realización que se representa en la figura 1, el interruptor estático 22 es bidireccional en tensión y en corriente, y es controlado mediante la intercalación de unos medios de control 30 conectados a una unidad de control 40. El conmutador ultra-rápido con contacto mecánico 11 es, por su parte, de efecto Thomson y permite pasar muy rápidamente del estado cerrado al estado abierto en unas decenas de microsegundos. Por lo general, la velocidad de apertura de los contactos mecánicos es superior a 1 metro por segundo cuando la corriente crece a una velocidad de 10 amperios por microsegundo. El conmutador con contacto mecánico 11 es controlado por medio de la unidad de control 40 mediante la intercalación de un primer circuito 41 de propulsión de los contactos que permite abrir rápidamente dicho conmutador y de un segundo circuito 43 de bloqueo o de liberación que permite mantener abierto o volver a cerrar dicho conmutador.
De este modo, la unidad de control 40 permite abrir el circuito eléctrico, tras la identificación de una corriente de cortocircuito. En el modo de realización que se representa en la figura 1, esta identificación de una corriente de cortocircuito se realiza utilizando un sensor 31 para medir el valor de la corriente I que circula por el circuito eléctrico, encontrándose dicho sensor conectado a la unidad de control 40.
Sin embargo, el uso de un conmutador con contacto mecánico de efecto Thomson precisa una gran acumulación de energía para funcionar. Esto implica utilizar unas capacidades de gran dimensión para el accionamiento del actuador Thomson descrito. Además, la unidad de control 40 debe estar adaptada para gestionar una sincronización temporal del conjunto del sistema. De este modo, el coste de esta unidad de control es elevado.
El documento DE 102005040432 describe un disyuntor limitador de corriente de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Exposición de la invención La invención pretende, por lo tanto, resolver los inconvenientes del estado de la técnica, de modo que se propone un disyuntor limitador de corriente que comprende un actuador de control ultra-rápido con un funcionamiento simplificado tal y como se describe en la reivindicación 1 y las reivindicaciones dependientes.
El conmutador ultra-rápido del circuito principal del disyuntor de acuerdo con la invención comprende una primera bobina de control conectada en serie entre los bornes de entrada y de salida y que está adaptada para generar un campo magnético de control. Una barra de conmutación móvil que soporta un conductor eléctrico principal y un conductor eléctrico secundario está sometida al campo magnético de control para desplazarse entre una primera posición de cierre y una segunda posición de apertura bajo la acción de una fuerza de Laplace generada por una corriente eléctrica que circula por al menos uno de los dos conductores. El conductor principal conecta los bornes de entrada y de salida cuando la barra de conmutación móvil está en la primera posición de cierre. El conductor secundario conecta los bornes de entrada y de salida a los medios de limitación ultra-rápida del circuito secundario cuando la barra de conmutación móvil está en la segunda posición de apertura.
De acuerdo con un modo de desarrollo de la invención, el conmutador ultra-rápido comprende una culata magnética fija que tiene dos polos magnéticos colocados uno frente al otro. La barra de conmutación móvil está situada entre dichos polos de tal modo que los conductores principal y secundario tengan respectivamente unos ejes longitudinales perpendiculares a la dirección del campo magnético de control que polariza los dos polos magnéticos.
De acuerdo con un modo particular de realización, el conmutador ultra-rápido comprende una segunda bobina de control conectada en serie con el circuito secundario y a la que recorre una corriente de cortocircuito para generar un campo magnético complementario de control que polariza los dos polos magnéticos colocados uno frente al otro, teniendo los campos magnéticos de control la misma dirección.
De preferencia, el conmutador ultra-rápido comprende unos medios elásticos de retorno de la barra móvil a la posición de cierre, generando los medios elásticos de retorno una fuerza de retorno inferior a la fuerza de Laplace para unas corrientes de cortocircuito.
De manera ventajosa, los medios de limitación ultra-rápida del circuito secundario conectados en paralelo al circuito principal comprenden un interruptor estático controlado por unos medios de control.
De manera ventajosa, los medios de limitación ultra-rápida del circuito secundario conectados en paralelo al circuito principal comprenden un disyuntor con contacto mecánico.
De manera ventajosa, el circuito secundario comprende al menos un elemento con resistencia dependiente de la tensión conectado en paralelo con los medios de limitación ultra-rápida para disipar la energía almacenada en dichos medios cuando el interruptor estático está en un estado abierto.
De manera ventajosa, el conductor secundario está conectado a los medios de limitación ultra-rápida del circuito secundario mediante un conductor flexible y deformable.
De acuerdo con un modo particular de realización, el conductor secundario comprende al menos dos derivaciones eléctricas repartidas de manera uniforme por la periferia de la barra móvil.
Breve descripción de las figuras
Se mostrarán de manera más clara otras ventajas y características de la invención con la descripción que sigue a continuación de unos modos particulares de realización de la invención, que se dan a título de ejemplos no limitantes, y representados en los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 representa un esquema funcional de un disyuntor limitador de corriente de tipo conocido;
la figura 2 representa el esquema general del disyuntor limitador de corriente objeto de la invención;
la figura 3 representa un circuito interno de corte de un disyuntor limitador de corriente en posición cerrada de acuerdo con un modo preferente de realización de la invención;
la figura 4 representa una vista de detalle en sección de un conmutador ultra-rápido del circuito interno de corte de acuerdo con la figura 2;
la figura 5 representa el circuito interno de corte de acuerdo con la figura 2 en una posición abierta;
la figura 6 representa una... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Disyuntor limitador de corriente (100) destinado a conectarse a la red y a una carga entre un bornede entrada (2) y un borne de salida (3) , y que comprende:
-un circuito principal (10) que comprende un conmutador ultra-rápido (11) conectado en serie entre los bornes de entrada y de salida (2, 3) , realizándose la apertura de dicho conmutador cuando al circuito principal
(10) lo atraviesa una corriente de cortocircuito (I) ; -un circuito secundario (20) que comprende unos medios de limitación ultra-rápida (22) conectados en paralelo al circuito principal (10) , estando atravesados dichos medios por una corriente eléctrica de cortocircuito
(I) cuando el conmutador ultra-rápido (11) es abierto bajo el efecto de un cortocircuito; conmutador ultra-rápido
(11) caracterizado porque comprende:
-una primera bobina de control (13) conectada en serie entre los bornes de entrada y de salida (2, 3) y que está adaptada para generar un campo magnético de control (B) , caracterizado porque comprende -un barra de conmutación móvil (14) que soporta un conductor eléctrico principal (15) y un conductor eléctrico secundario (16) , y encontrándose sometida al campo magnético de control (B) para desplazarse entre una primera posición de cierre y una segunda posición de apertura bajo la acción de una fuerza de Laplace (F) generada por una corriente eléctrica (I) que circula por al menos uno de los dos conductores (15, 16) ;
- conectando el conductor principal (15) los bornes de entrada (2) y de salida (3) del circuito principal (10) cuando la barra de conmutación móvil (14) está en la primera posición de cierre; -conectando el conductor secundario (16) los bornes de entrada y de salida (2, 3) a los medios de limitación ultra-rápida (22) del circuito secundario (20) cuando la barra de conmutación móvil (14) está en la segunda posición de apertura.
2. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el conmutador ultrarápido (11) comprende una culata magnética (12) fija que tiene dos polos magnéticos colocados uno frente al otro; encontrándose la barra de conmutación móvil (14) situada entre dichos polos, de tal modo que los conductores principal y secundario (15, 16) tengan respectivamente unos ejes longitudinales perpendiculares a la dirección del campo magnético de control (B) que polariza los dos polos magnéticos.
3. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el conmutador ultra-rápido (11) comprende una segunda bobina de control (133) conectada en serie con el circuito secundario (20) y está recorrida una corriente de cortocircuito para generar un campo magnético complementario de control (Bbis) que polariza los dos polos magnéticos colocados uno frente al otro, teniendo los campos magnéticos de control (B, Bbis) la misma dirección.
4. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el conmutador ultrarápido (11) comprende unos medios elásticos de retorno de la barra móvil (14) a la posición de cierre, generando los medios elásticos de retorno una fuerza de retorno inferior a la fuerza de Laplace (F) para corrientes de cortocircuito.
5. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios de limitación ultra-rápida (22) del circuito secundario (20) conectados en paralelo al circuito principal (10) comprenden un interruptor estático controlado por medios de control (30) .
6. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios de limitación ultra-rápida (22) del circuito secundario (20) conectados en paralelo al circuito principal (10) comprenden un disyuntor con contacto mecánico.
7. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el circuito secundario
(20) comprende al menos un elemento con resistencia dependiente de la tensión (24) conectado en paralelo con los medios de limitación ultra-rápida (22) para disipar la energía almacenada en dichos medios cuando el interruptor estático está en un estado abierto.
8. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conductor secundario (16) está conectado a los medios de limitación ultra-rápida (22) del circuito secundario (20) mediante un conductor flexible y deformable (19) .
9. Disyuntor limitador de corriente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conductor secundario (16) comprende al menos dos derivaciones eléctricas repartidas de manera uniforme por la periferia de la barra móvil (14) .
Fig. 1 (Estado de la técnica)
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